KR102007319B1 - system and method for detecting arc using current change and high frequency noise - Google Patents

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Abstract

본 발명은 옥내 배전선로에 적응성이 있는 동일 위상 선로에서 지속적으로 발생하는 아크를 검출하여 화재 예방을 할 수 있도록 한 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 옥내 배전선로에 적응성이 있는 동일 위상 선로에서 지속적으로 발생하는 아크(코로나)를 검출하는 아크 검출 센서부와, 상기 아크 검출 센서부에서 검출된 아크 정보를 받아 전류 실효치 변화량을 카운트하여 출력하는 전류 실효치 변화량 검출부와, 상기 아크 검출 센서부에서 검출된 아크 정보를 받아 전류 추종 검출 알고리즘을 적용하여 전류 고주파를 검출하는 전류 고주파 검출부와, 상기 전류 실효치 변화량 검출부의 전류 실효치 변화량과 전류 고주파 검출부의 전류 고주파 신호를 각각 입력받아 고주파의 아크 신호만을 검출하여 출력하는 고주파 아크 검출부와, 상기 고주파 아크 검출부에서 출력된 고주파의 아크 신호를 받아 분석하여 차단기 트립 및 알람 신호를 출력하는 트립 신호 출력부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an arc detection system and method using the current change and high frequency noise to detect the arc continuously generated in the same phase line adaptive to the indoor distribution line to prevent fire, and to the indoor distribution line An arc detection sensor unit for detecting an arc (corona) continuously occurring in the same phase line with an adaptation, a current effective value change amount detection unit for counting and outputting an amount of current effective value change in response to the arc information detected by the arc detection sensor unit, Receives the arc information detected by the arc detection sensor unit receives a current high frequency detection unit for detecting a current high frequency by applying a current tracking detection algorithm, the current effective value change amount of the current effective value change amount detection unit and the current high frequency signal of the current high frequency detection unit Sword only high frequency arc signal It will be a high frequency arc detection and, characterized in that the analyzes take the arc of the high-frequency signal output from the high-frequency arc detection made by comprising a trip signal output for outputting the breaker trips, and alarm signal output.

Description

전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 시스템 및 그 방법{system and method for detecting arc using current change and high frequency noise}Arc detection system using current change and high frequency noise and its method {system and method for detecting arc using current change and high frequency noise}

본 발명은 아크 검출 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 옥내 배전선로에 적응성이 있는 동일 위상 선로에서 지속적으로 발생하는 아크를 검출하여 화재 예방을 할 수 있도록 한 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an arc detection system and a method thereof, and in particular, an arc detection system using current change and high frequency noise to prevent fire by continuously detecting arcs generated in the same phase line that is adaptive to indoor distribution lines. And to a method thereof.

전기 화재는 지속적으로 발생되고 있으며, 전기 화재 점유율이 전체 화재의 약 20%대를 유지하고 있다. 국내에서는 전기화재를 예방하기 위하여 누전 차단기를 설치하고 있다. 그러나, 누전 차단기가 일반용 주택에 100% 설치된 상황에서도 전기화재는 지속적으로 발생하고 있다.Electric fires continue to occur, and the share of electric fires accounts for about 20% of all fires. In Korea, an earth leakage breaker is installed to prevent electric fire. However, electric fires continue to occur even when the earth leakage breaker is installed in a general house.

누전 차단기는 과전류 및 누설전류를 차단하는 장치로서, 감전사고를 예방하는 효과는 크지만, 아크가 원인이 되어 발생하는 전기화재를 예방하는 측면에서는 미흡하다. 따라서, 최근까지 전기화재는 감소되지 않고 피해액은 증가되고 있는 실정이다.An earth leakage breaker is a device that blocks overcurrent and leakage current, and has a great effect of preventing an electric shock accident, but is insufficient in preventing an electric fire caused by an arc. Therefore, until recently, the electric fire has not been reduced and the damage is increasing.

2009년도에 발생한 전기 화재는 10,778건으로 전체 화재 중에서 22.8%의 점유율을 차지하며, 인명피해는 326명, 재산피해는 58,185백만원이다. 즉, 일일 평균 29건이 발생하여 11명의 인명피해와 159백만원의 재산피해를 유발한다.In 2009, 10,778 electric fires occurred, accounting for 22.8% of the total fires, 326 casualties and 58,185 million won in property damage. In other words, an average of 29 cases occur every day, causing 11 lives and property damages of KRW159 million.

1994년, 미국의 주요 재해예방기관인 NFPA, CPSC, UL 등을 주축으로 전기화재의 원인을 규명하기 위하여 합동조사 연구를 수행한 결과 보고서에 의하며, 주택의 전기화재는 40%이상이 아크 고장(arc-fault)으로 인하여 발생한다고 보고되고 있다.In 1994, a joint investigation study was conducted to investigate the cause of electric fires based on NFPA, CPSC, and UL, which are major US disaster prevention agencies. -fault).

또한, 1994년부터 1998년까지 5년간 발생한 전기화재를 분석한 결과, 년간 약 73,500건의 전기화재가 발생하고 있으며, 그 중에서 약 60,000(80%)이 아크 고장으로 인한 화재라고 보고되고 있다.In addition, as a result of analyzing electric fires that occurred for 5 years from 1994 to 1998, about 73,500 electric fires are generated annually, and about 60,000 (80%) of them are reported to be fires due to arc failure.

이에 따라, 미국에서는 2002년부터 주택의 침실 부하기기 전원회로에 아크 차단기(Arc Fault Circuit Interrupter: AFCI) 설치를 규정하였고, 2008년부터는 주택의 침실, 거실, 서재, 현관등 대부분의 전기회로에 아크 차단기를 설치하도록 규정을 강화하였다. 그 결과, 주택의 전기화재가 매우 감소되는 효과를 얻을 수 있었다.Accordingly, in the United States, the Arc Fault Circuit Interrupter (AFCI) has been installed in the power supply circuits of bedrooms since 2002, and from 2008, arcs have been applied to most electrical circuits such as bedrooms, living rooms, study rooms, and entrances. Regulations have been tightened to install breakers. As a result, the electrical fire of the house was greatly reduced.

또한, 전기화재 사전 예방장치 개발 및 보급이 현재 시급한 실정이다. 1976년 국내 KS4613에 누전 차단시 시설기준이 제정되어 감전사고 예방에는 많은 효과를 얻었지만, 전기화재 예방효과는 이에 부족하여 최근까지 전기화재는 많이 발생하고 있다. 따라서, 국내에서도 전기 화재 예방장치의 개발 보급 및 환경조성이 필요한 시점이다.In addition, the development and dissemination of electrical fire prevention devices is urgently needed. In 1976, the KS4613 system was established in Korea to prevent electric shocks. However, the electric fire prevention effect has been lacking. Therefore, it is time to develop and spread the electric fire prevention device in Korea and to establish the environment.

한편, 화재 예방을 위한 아크 검출을 위한 기술과 관련해서는, 한국공개특허 제10-2007-0005278호(이하, '선행문헌') 외에 다수 등록 및 공개되어 있다. 상기한 선행문헌은 사용 중인 부하의 전기 선로에서 발생하는 전류의 차이나 전압의 차이에 따른 아크를 검출하여 처리하는 구성을 개시하고 있다.On the other hand, with respect to the technology for arc detection for fire protection, a number of registration and disclosure other than Korea Patent Publication No. 10-2007-0005278 (hereinafter, 'priority literature') is disclosed. The above-mentioned prior document discloses a configuration for detecting and processing an arc according to a difference in voltage or a difference in current generated in an electric line of a load in use.

그러나 220V, 60Hz 교류를 사용하는 일반 가정 및 사무실에서 옥내 배전선로에 적응성이 있는 동일 위상 선로에서 3상 선간 절연 파괴, 진동에 의한 나사의 풀림 등에 의해 아크가 발생하고 있으며 이때 발생하는 아크는 약 800℃ 이상의 고온으로 화재의 위험이 있었다.However, in general homes and offices using 220V, 60Hz alternating current, an arc occurs due to insulation breakdown between three phases and loosening of the screw due to vibration in the same phase line that is adaptable to the indoor distribution line. There was a risk of fire due to the high temperature above.

도 1은 일반적인 아크 발생시 전압 전류의 파형을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a waveform of a voltage current when a general arc is generated.

도 1에서와 같이, 전류 감시를 위한 계기용 변류기(CT) 센서를 장착하여 전류 감시에 의한 차단기 오동작 방지 역할을 수행하며 차단기 오동작 방지를 위해 전류 고주파 왜형률, 전류값 실효치 변화량을 카운트하여 차단기 트립 신호를 출력한다.As shown in Figure 1, the current transformer (CT) sensor for monitoring the current serves to prevent the breaker malfunction by monitoring the current, and the circuit breaker trip by counting the current high frequency distortion, current effective value change amount to prevent the breaker malfunction Output the signal.

그러나 아크는 수십 kHz 이상의 고주파 특성을 가지고 있어 노이즈와 아크를 구분한 것은 매우 어려운 기술이며 기존의 기술은 FFT 알고리즘으로 구현이 가능하지만, 이 기술의 경우 노이즈에 매우 취약한 특성을 가지고 있고 일반적인 전류 센서를 활용하기 힘들어 고속의 진단에는 적합하지 않은 문제가 있었다.However, the arc has a high frequency characteristic of more than a few tens of kHz, so it is very difficult to distinguish the noise from the arc, and the existing technique can be implemented by the FFT algorithm, but this technique is very vulnerable to noise and has a general current sensor. It was difficult to utilize, and there was a problem that was not suitable for high-speed diagnosis.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 옥내 배전선로에 적응성이 있는 동일 위상 선로에서 지속적으로 발생하는 아크를 검출하여 화재 예방을 할 수 있도록 한 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems and arc detection system using the current change and high frequency noise to prevent fire by continuously detecting the arc occurring in the same phase line adaptive to the indoor distribution line and its The purpose is to provide a method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 시스템은 옥내 배전선로에 적응성이 있는 동일 위상 선로에서 지속적으로 발생하는 아크(코로나)를 검출하는 아크 검출 센서부와, 상기 아크 검출 센서부에서 검출된 아크 정보를 받아 전류 실효치 변화량을 카운트하여 출력하는 전류 실효치 변화량 검출부와, 상기 아크 검출 센서부에서 검출된 아크 정보를 받아 전류 추종 검출 알고리즘을 적용하여 전류 고주파를 검출하는 전류 고주파 검출부와, 상기 전류 실효치 변화량 검출부의 전류 실효치 변화량과 전류 고주파 검출부의 전류 고주파 신호를 각각 입력받아 고주파의 아크 신호만을 검출하여 출력하는 고주파 아크 검출부와, 상기 고주파 아크 검출부에서 출력된 고주파의 아크 신호를 받아 분석하여 차단기 트립 및 알람 신호를 출력하는 트립 신호 출력부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Arc detection system using the current change and high frequency noise according to the present invention for achieving the above object is an arc detection sensor unit for detecting the arc (corona) continuously generated in the same phase line adaptive to the indoor distribution line and A current effective value change detection unit for receiving the arc information detected by the arc detection sensor unit to count and output the current effective value change amount, and applying the current tracking detection algorithm to receive the arc information detected by the arc detection sensor unit to detect the current high frequency A high frequency arc detection unit for receiving a current high frequency arc change unit, a current effective value change amount of the current effective value change amount detection unit and a current high frequency signal of the current high frequency detection unit, and detecting only a high frequency arc signal and outputting the high frequency arc signal; Minutes to receive arc signal It is characterized in that it comprises a trip signal output unit for outputting the breaker trip and alarm signal.

또한, 본 발명에 의한 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 방법은 아크 검출 센서를 이용하여 옥내 배전선로에 적응성이 있는 동일 위상 선로에서 지속적으로 발생하는 아크(코로나)를 검출하는 단계; 상기 검출된 아크 정보를 받아 아크 카운터를 실시하고 상기 아크 카운터 발생시 설정된 전류 변화량 이상의 전류 변화량이 발생했는지를 판단하는 단계; 상기 설정된 전류 변화량 이상의 전류 변화량이 발생할 경우 최초 카운터가 발생한 이후 일정 구간내에서 추가 아크 카운터가 발생했는지를 판단하는 단계; 상기 추가 아크 카운터가 발생했을 경우에 계속해서 아크 카운터 및 아크 검출 지속 시간을 검출하는 단계; 상기 검출된 아크 카운터 및 아크 검출 지속 시간이 각각 해당 구간내에서 아크 카운터가 몇 회 발생하고, 전류 고주파의 지속여부를 판단하는 단계; 상기 아크 카운터의 발생 횟수가 기준 값보다 높고 전류 고주파가 기준 이상 지속되었을 때 차단기의 트립신호를 출력함과 더불어 알람신호를 발생하는 단계; 상기 검출된 아크 정보로부터 전류 고주파 왜형률이 설정치 이상 발생했는지를 판단하는 단계; 상기 차단기의 트립신호 및 알람 신호를 발생하면 관리자에게 전달하여 유지 보수를 수행여부를 판단하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the arc detection method using the current change and the high frequency noise according to the present invention comprises the steps of detecting an arc (corona) continuously generated in the same phase line adaptive to the indoor distribution line using the arc detection sensor; Receiving the detected arc information to perform an arc counter and determining whether a current change amount equal to or greater than a current change amount set when the arc counter occurs; Determining whether an additional arc counter is generated within a predetermined period after the initial counter occurs when the current change amount is greater than the set current change amount; Continuously detecting an arc counter and an arc detection duration when the additional arc counter occurs; Determining how many times the arc counter is generated in the corresponding arc counter and the arc detection duration, each of which corresponds to a current high frequency; Outputting a trip signal of the circuit breaker and generating an alarm signal when the number of occurrences of the arc counter is higher than a reference value and the current high frequency is maintained above the reference value; Determining whether a current high frequency distortion rate is higher than a set value from the detected arc information; When the trip signal and the alarm signal of the circuit breaker is generated, it is characterized in that it comprises a step of determining whether or not to perform maintenance.

본 발명의 실시예에 의한 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 시스템 및 그 방법은 다음과 같은 효과가 있다.An arc detection system and method using current variation and high frequency noise according to an embodiment of the present invention have the following effects.

즉, 옥내 배전선로에 적응성이 있는 동일 위상 선로에서 지속적으로 발생하는 아크를 검출하여 화재 예방을 할 수 있다.That is, it is possible to prevent the fire by detecting the arc continuously generated in the same phase line adaptive to the indoor distribution line.

도 1은 일반적인 아크 발생시 전압 전류의 파형을 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 의한 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도
도 3은 본 발명에 의한 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 방법을 개략적으로 나타낸 순서도
1 is a view showing a waveform of voltage and current when a general arc occurs
Figure 2 is a schematic diagram showing an arc detection system using a current change and a high frequency noise according to the present invention
3 is a flowchart schematically showing an arc detection method using a current change and high frequency noise according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. In the accompanying drawings, it should be noted that the same reference numerals are used in the drawings to designate the same configuration in other drawings as much as possible.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or known configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. And certain features shown in the drawings are enlarged or reduced or simplified for ease of description, the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details.

도 2는 본 발명에 의한 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing an arc detection system using a current change and a high frequency noise according to the present invention.

본 발명에 의한 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 옥내 배전선로에 적응성이 있는 동일 위상 선로에서 지속적으로 발생하는 아크(코로나)를 검출하는 아크 검출 센서부(110)와, 상기 아크 검출 센서부(110)에서 검출된 아크 정보를 받아 전류 실효치 변화량을 카운트하여 출력하는 전류 실효치 변화량 검출부(120)와, 상기 아크 검출 센서부(110)에서 검출된 아크 정보를 받아 전류 추종 검출 알고리즘을 적용하여 전류 고주파를 검출하는 전류 고주파 검출부(130)와, 상기 전류 실효치 변화량 검출부(120)의 전류 실효치 변화량과 전류 고주파 검출부(130)의 전류 고주파 신호를 각각 입력받아 고주파의 아크 신호만을 검출하여 출력하는 고주파 아크 검출부(140)와, 상기 고주파 아크 검출부(140)에서 출력된 고주파의 아크 신호를 받아 분석하여 차단기 트립 신호를 출력하는 트립 신호 출력부(150)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 2, the arc detection system using the current change and the high frequency noise according to the present invention includes an arc detection sensor unit for detecting an arc (corona) continuously occurring on the same phase line that is adaptive to the indoor distribution line. 110, the current effective value change amount detection unit 120 for receiving the arc information detected by the arc detection sensor unit 110 to count and output the current effective value change amount, and the arc information detected by the arc detection sensor unit 110. The current high frequency detection unit 130 for detecting the current high frequency by applying a current tracking detection algorithm, and the current effective value change amount of the current effective value change amount detecting unit 120 and the current high frequency signal of the current high frequency detection unit 130 respectively. High frequency arc detection unit 140 for detecting and outputting only the arc signal, and high column output from the high frequency arc detection unit 140 Analysis of the received signal by the arc comprise a trip signal output unit 150 which outputs a circuit breaker trip signal.

여기서, 상기 아크 검출 센서부(110)는 전류 감시를 위한 계기용 변류기 센서로서 전류 감시에 의한 차단기의 오동작을 방지하는 역할을 수행한다.Here, the arc detection sensor unit 110 serves as a current transformer sensor for current monitoring to prevent a malfunction of the circuit breaker by current monitoring.

상기 전류 실효치 변화량 검출부(120)의 전류 실효치 변화량 및 전류 고주파 검출부(130)의 전류 고주파는 각각 아날로그 신호를 출력되고, 상기 고주파 아크 검출부(130)에서 상기 아날로그 신호를 받아 고주파의 아크 신호를 검출하여 디지털 신호를 출력한다.The current effective value change amount of the current effective value change detection unit 120 and the current high frequency of the current high frequency detection unit 130 respectively output an analog signal, and the high frequency arc detection unit 130 receives the analog signal to detect the high frequency arc signal. Output a digital signal.

여기서, 상기 전류 실효치 변화량의 검출은 검출된 아크 정보로부터 전류값 실효치 변화량의 카운트 발생시 150㎳ ≤ T ≤ 300㎳ 구간에서 추가 카운트가 발생했는지 확인하고 미 발생시에는 리셋한다. 상기 T 시간영역대를 포함하여 총 카운트가 10회 이상 발생시 차단기의 트립신호를 출력한다.In this case, the detection of the current effective value change amount is checked from the detected arc information to determine whether an additional count has occurred in a section of 150 dB ≤ T ≤ 300 mA when a count of the current value effective value change is generated, and is reset if not. When the total count occurs more than 10 times including the T time zone, the trip signal of the breaker is output.

또한, 상기 전류 고주파는 전류 값을 추종 중 이전 파형의 THD를 대비하여 변화 발생을 검출하고, 설정된 THD 값이 10% 이상 고주파 발생시 감시를 진행하고 THD 지속 발생시 차단기의 트립신호를 출력한다.In addition, the current high frequency detects the occurrence of a change in comparison with the THD of the previous waveform while following the current value, monitors when the set THD value is 10% or more, and outputs a trip signal of the circuit breaker when the THD is continuously generated.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 시스템은 전류에 대한 아날로그 신호 처리에 있어 전류 실효치 변화량을 카운트하는 방법과 더불어 모든 부하영역에서 동작하기 위해 60Hz의 원 전류를 추종하여 전류 고주파를 검출하는 기법으로 아크 전류를 추종하면서 고주파의 아크 신호만을 검출함으로써 0.5초 이내 아크 검출이 가능하고 차단 신호 출력을 가능하게 할 수가 있다. The arc detection system using the current change and the high frequency noise according to the present invention configured as described above tracks the original current of 60 Hz to operate in all load regions together with the method of counting the current effective value change amount in the analog signal processing for the current. By detecting the current high frequency, by detecting only the high frequency arc signal while following the arc current, it is possible to detect the arc within 0.5 seconds and to output the cutoff signal.

도 3은 본 발명에 의한 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart schematically illustrating an arc detection method using a current change and a high frequency noise according to the present invention.

본 발명에 의한 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 아크 검출 센서를 이용하여 옥내 배전선로에 적응성이 있는 동일 위상 선로에서 지속적으로 발생하는 아크를 검출한다(S110). In the arc detection method using the current change and the high frequency noise according to the present invention, as shown in FIG. 3, the arc detection sensor detects the arc continuously occurring in the same phase line that is adaptive to the indoor distribution line (S110). ).

이때 상기 아크 카운트는 0으로 셋팅하고 아크 발생 시점부터 증가하고, 아크 검출 시간(T) 지연도 0ms로 셋팅한 상태에서 아크 발생 시점부터 증가한다. 한편, 차단기를 포함하여 알람 동작은 현재까지 동작하지 않는다.At this time, the arc count is set to 0 and increases from the time of the arc generation, and increases from the time of the arc generation in the state of setting the arc detection time (T) delay to 0ms. On the other hand, the alarm operation, including the breaker does not work so far.

이어서, 상기 검출된 아크 정보를 받아 아크 카운터를 실시하고 상기 아크 카운터 발생시 설정된 전류 변화량 이상의 전류 변화량이 발생했는지를 판단한다(S120).Subsequently, the arc counter is received based on the detected arc information, and it is determined whether a current change amount equal to or greater than a current change amount set when the arc counter is generated (S120).

이어서, 상기 설정된 전류 변화량 이상의 전류 변화량이 발생할 경우 최초 카운터가 발생한 이후 150㎳ ≤ T ≤ 300㎳ 구간내에서 추가 아크 카운터가 발생했는지를 판단한다(S130).Subsequently, when a current change amount greater than the set current change amount occurs, it is determined whether an additional arc counter has been generated within a period of 150 m ≤ T ≤ 300 m after the initial counter is generated (S130).

여기서, 상기 150㎳의 지연 시간을 주는 이유는 스위치 개폐시 발생하는 아크 등 회로내 오동작을 방지하고, 사고로 이어질 수 있는 지속적인 아크를 검출하기 위해서이다.The reason why the delay time is 150 ms is to prevent malfunction in the circuit such as an arc generated when the switch is opened and closed, and to detect a continuous arc that may lead to an accident.

한편, 상기 아크 카운터 발생시 설정된 전류 변화량 이상의 전류 변화량이 발생하지 않을 경우에 아크가 발생하지 않았다고 판단하고 전체 시스템을 리셋한다(S140). On the other hand, if the current change amount of more than the set current change amount when the arc counter occurs, it is determined that the arc has not occurred and resets the entire system (S140).

그리고 상기 리셋 처리후에 다른 아크가 발생했는지를 판단한다(S150). 여기서 다른 아크가 발생하지 않을 경우에 아크 검출 단계로 복귀하고 아크가 검출된 경우에는 차단기의 트립신호 및 알람 신호를 발생한다(S160).Then, it is determined whether another arc has occurred after the reset process (S150). Here, if no other arc occurs, the process returns to the arc detection step, and if an arc is detected, a trip signal and an alarm signal of the breaker are generated (S160).

이어서, 상기 추가 아크 카운터가 발생했을 경우에 계속해서 아크 카운터 및 아크 검출 지속 시간을 검출한다(S170).Subsequently, when the additional arc counter occurs, the arc counter and the arc detection duration are continuously detected (S170).

이어서, 상기 검출된 아크 카운터 및 아크 검출 지속 시간이 각각 해당 구간 아크 카운터가 10회 이상 발생하고, 5kHz, 100kHz내 전류 고주파가 10% 이상 지속되었는지를 판단한다(S180).Subsequently, it is determined whether the detected arc counter and the arc detection duration are 10 or more times in the corresponding section arc counter, respectively, and the current high frequency in 5 kHz and 100 kHz is continued by 10% or more (S180).

이어, 상기 아크 카운터가 10회 이상 발생 또는 전류 고주파가 10% 이상 지속되었을 때 차단기의 트립신호를 출력함과 더불어 알람신호를 발생한다(S160). 즉, 상기 아크 카운터가 10+@, 아크 검출 지속 시간이 400+@㎳일 때 차단기의 트립신호와 함께 알람 신호가 발생한다.Subsequently, when the arc counter is generated 10 times or more or the current high frequency is maintained by 10% or more, the trip signal of the breaker is output and an alarm signal is generated (S160). That is, an alarm signal is generated together with a trip signal of the circuit breaker when the arc counter is 10+ ms and the arc detection duration is 400+ ms.

이어서, 상기 검출된 아크 정보로부터 전류 고주파 왜형률이 설정치 이상 발생했는지를 판단한다(S190). 이때 상기 전류 고주파 왜형률이 설정치보다 크게 발생한 경우에 상기 아크 카운터 및 아크 검출 지속 시간을 검출한다. 또한, 설정치보다 전류 고주파 왜형률이 작을 경우에는 리셋 처리를 하고 계속해서 아크를 검출한다(S200).Subsequently, it is determined from the detected arc information whether the current high frequency distortion rate is greater than or equal to a set value (S190). At this time, the arc counter and the arc detection duration are detected when the current high frequency distortion is greater than the set value. If the current high frequency distortion ratio is smaller than the set value, the reset process is performed and the arc is continuously detected (S200).

그리고 상기 차단기의 트립신호 및 알람 신호를 발생하면 관리자에게 전달하여 유지 보수를 수행여부를 판단한다(S210).When the trip signal and the alarm signal of the breaker are generated, it is transmitted to the manager to determine whether to perform maintenance (S210).

한편, 이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.On the other hand, while the technical spirit of the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, which is illustrative of the preferred embodiments of the present invention by way of example and not intended to limit the invention. In addition, it is obvious that any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

110 : 아크 검출 센서부 120 : 전류 실효치 변화량 검출부
130 : 전류 고주파 검출부 140 : 고주파 아크 검출부
150 : 트립 신호 출력부
110: arc detection sensor unit 120: current effective value change amount detection unit
130: current high frequency detection unit 140: high frequency arc detection unit
150: trip signal output unit

Claims (5)

옥내 배전선로에 적응성이 있는 동일 위상 선로에서 지속적으로 발생하는 아크(코로나)를 검출하는 아크 검출 센서부와,
상기 아크 검출 센서부에서 검출된 아크 정보를 받아 전류 실효치 변화량을 카운트하여 출력하는 전류 실효치 변화량 검출부와,
상기 아크 검출 센서부에서 검출된 아크 정보를 받아 전류 추종 검출 알고리즘을 적용하여 전류 고주파를 검출하는 전류 고주파 검출부와,
상기 전류 실효치 변화량 검출부의 전류 실효치 변화량과 전류 고주파 검출부의 전류 고주파 신호를 각각 입력받아 고주파의 아크 신호만을 검출하여 출력하는 고주파 아크 검출부와,
상기 고주파 아크 검출부에서 출력된 고주파의 아크 신호를 받아 분석하여 차단기 트립 및 알람 신호를 출력하는 트립 신호 출력부를 포함하여 이루어지고,
상기 전류 실효치 변화량의 검출은 검출된 아크 정보로부터 전류값 실효치 변화량의 카운트 발생시 150㎳ ≤ T ≤ 300㎳ 구간에서 추가 카운트가 발생했는지 확인하고 미 발생시에는 리셋하고, 상기 T 시간영역대를 포함하여 총 카운트가 10회 이상 발생시 차단기의 트립신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 시스템.
An arc detection sensor unit for detecting arcs (coronas) continuously occurring in the same phase line adaptable to indoor distribution lines;
A current effective value change detection unit for receiving the arc information detected by the arc detection sensor unit to count and output the current effective value change amount;
A current high frequency detection unit which receives the arc information detected by the arc detection sensor unit and detects the current high frequency by applying a current tracking detection algorithm;
A high frequency arc detection unit for receiving the current effective value change amount of the current effective value change amount detecting unit and the current high frequency signal of the current high frequency detecting unit and detecting and outputting only the high frequency arc signal;
And a trip signal output unit configured to receive the high frequency arc signal output from the high frequency arc detector and to output a breaker trip and an alarm signal.
The detection of the change amount of the current effective value checks whether an additional count has occurred in the interval 150 ≤ ≤ T ≤ 300 Hz when the count of the current value effective value change is generated from the detected arc information, and resets it if it does not occur. An arc detection system using current change and high frequency noise, wherein a trip signal of a circuit breaker is output when a count occurs more than 10 times.
제 1 항에 있어서, 상기 아크 검출 센서부는 전류 감시를 위한 계기용 변류기 센서인 것을 특징으로 하는 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 시스템.The arc detection system of claim 1, wherein the arc detection sensor unit is a current transformer sensor for current monitoring. 제 1 항에 있어서, 상기 전류 실효치 변화량 검출부의 전류 실효치 변화량 및 전류 고주파 검출부의 전류 고주파는 각각 아날로그 신호를 출력되고, 상기 고주파 아크 검출부에서 상기 아날로그 신호를 받아 고주파의 아크 신호를 검출하여 디지털 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 시스템.The method of claim 1, wherein the current effective value change amount of the current effective value change amount detector and the current high frequency current of the current high frequency detector portion respectively output an analog signal, and receive the analog signal from the high frequency arc detector to detect an arc signal of a high frequency to generate a digital signal. An arc detection system using a current change and high frequency noise, characterized in that the output. 아크 검출 센서를 이용하여 옥내 배전선로에 적응성이 있는 동일 위상 선로에서 지속적으로 발생하는 아크(코로나)를 검출하는 단계;
상기 검출된 아크 정보를 받아 아크 카운터를 실시하고 상기 아크 카운터 발생시 설정된 전류 변화량 이상의 전류 변화량이 발생했는지를 판단하는 단계;
상기 설정된 전류 변화량 이상의 전류 변화량이 발생할 경우 최초 카운터가 발생한 이후 일정 구간내에서 추가 아크 카운터가 발생했는지를 판단하는 단계;
상기 추가 아크 카운터가 발생했을 경우에 계속해서 아크 카운터 및 아크 검출 지속 시간을 검출하는 단계;
상기 검출된 아크 카운터 및 아크 검출 지속 시간이 각각 해당 구간내에서 아크 카운터가 몇 회 발생하고, 전류 고주파의 지속여부를 판단하는 단계;
상기 아크 카운터의 발생 횟수가 기준 값보다 높고 전류 고주파가 기준 이상 지속되었을 때 차단기의 트립신호를 출력함과 더불어 알람신호를 발생하는 단계;
상기 검출된 아크 정보로부터 전류 고주파 왜형률이 설정치 이상 발생했는지를 판단하는 단계;
상기 차단기의 트립신호 및 알람 신호를 발생하면 관리자에게 전달하여 유지 보수를 수행여부를 판단하는 단계;
상기 아크 카운터 발생시 설정된 전류 변화량 이상의 전류 변화량이 발생하지 않을 경우에 아크가 발생하지 않았다고 판단하고 전체 시스템을 리셋하고, 상기 리셋 처리후에 다른 아크가 발생했는지를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 전류 실효치 변화량의 검출은 검출된 아크 정보로부터 전류값 실효치 변화량의 카운트 발생시 150㎳ ≤ T ≤ 300㎳ 구간에서 추가 카운트가 발생했는지 확인하고 미 발생시에는 리셋하고, 상기 T 시간영역대를 포함하여 총 카운트가 10회 이상 발생시 차단기의 트립신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전류 변화 및 고주파수 노이즈를 이용한 아크 검출 방법.
Detecting an arc (corona) continuously occurring in the same phase line adaptive to the indoor distribution line using an arc detection sensor;
Receiving the detected arc information to perform an arc counter and determining whether a current change amount equal to or greater than a current change amount set when the arc counter occurs;
Determining whether an additional arc counter is generated within a predetermined period after the initial counter occurs when the current change amount is greater than the set current change amount;
Continuously detecting an arc counter and an arc detection duration when the additional arc counter occurs;
Determining how many times the arc counter is generated in the corresponding arc counter and the arc detection duration, each of which corresponds to a current high frequency;
Outputting a trip signal of the circuit breaker and generating an alarm signal when the number of occurrences of the arc counter is higher than a reference value and the current high frequency is maintained above the reference value;
Determining whether a current high frequency distortion rate is higher than a set value from the detected arc information;
Determining whether to perform maintenance by transmitting the trip signal and the alarm signal of the circuit breaker to an administrator;
Determining that an arc has not occurred and resetting the entire system when there is no current change amount greater than a set current change amount when the arc counter is generated, and determining whether another arc has occurred after the reset process;
The detection of the change amount of the current effective value checks whether an additional count has occurred in the interval 150 ≤ ≤ T ≤ 300 Hz when the count of the current value effective value change is generated from the detected arc information, and resets it if it does not occur. An arc detection method using a current change and high frequency noise, characterized in that a trip signal of the circuit breaker is output when a count occurs 10 times or more.
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